青藏高原冻土区的交通基础设施建设，长期受路基沉降、冻融循环破坏等问题困扰。中山大学土木工程学院2020级博士生孙兆辉在导师刘建坤教授指导下，用三年时间在青海、西藏等地开展寒区交通岩土研究，将太阳能制冷技术引入冻土路基保护，为破解该难题提供了新的思路。冻土区交通工程的关键挑战在于：气候变暖加速多年冻土退化，路基下伏冻土融化引发不均匀沉降，直接影响道路安全运行。传统措施多为被动降温，不仅效果受限，后期维护成本也较高。针对这一痛点，孙兆辉团队提出太阳能主动制冷方案：在路基铺设太阳能集热板，结合热管技术将热量定向转移至路堤外侧，实现对冻土层的主动温度调控。 这一创新经历了多次现场验证与迭代。2021年1月，孙兆辉首次进入海拔4200米的青海玛多县开展试验。受高原缺氧影响，团队成员普遍出现血氧下降和高原反应。为保证进度，大家把每天的作业集中在上午10点到下午4点的有效时间段内，在严苛环境中完成首套太阳能制冷样机的安装与调试。 2022年，团队转至海拔4850米的二治公路施工现场。可可西里无人区的环境更为复杂：7月冰雹、8月飞雪等极端天气频繁出现，气温骤降至零下15摄氏度时，数据采集仍需持续进行。其间还遇到铜管进水导致传感器无法下放的故障，团队制定微型桩基应急方案，在两个月内完成系统修复与优化。 从实验室走向工程现场，同样考验系统的可靠性。高原强紫外线、大风和剧烈温差，对太阳能制冷装置的稳定运行提出更高要求。团队在实验室阶段开展连续120小时极寒测试，验证系统在零下30摄氏度条件下仍能稳定工作。现场应用过程中，面对防水失效、物流受阻等突发情况，团队及时调整方案，确保项目按计划推进。 刘建坤教授指出，土木工程的科学问题来自工程一线，科研成果也应回到工程中去检验与服务。围绕这一思路，团队采用“导师指导+团队协作”工作方式，从方案论证、设备调试到数据分析、故障排查，形成了较为高效的攻关流程。 目前，太阳能制冷系统已在二治公路示范段稳定运行一年以上。监测数据显示，与传统防护方案相比，路基沉降量降低近40%，冻土层温度得到有效控制。该成果不仅验证了方案的可行性，也为青藏高原冻土区交通基础设施建设提供了可复制、可推广的工程经验。 三年研究期间，孙兆辉发表4篇高水平学术论文，获得4项实用新型专利授权。更重要的是，这项研究为即将建设的青藏高铁、川藏铁路等重大工程提供了技术储备。随着气候变化对高原冻土环境影响加深，主动式温度调控技术的应用空间有望深入扩大。
高原冻土的稳定，关系到“天路”安全，也检验着科技创新的真实价值。从实验室到海拔数千米的施工现场，科研人员通过反复测试与复盘，把技术路线在复杂环境中打磨成可用、可管、可推广的工程方案。面向未来，坚持问题导向，在工程实践中完善技术、在国家需求中找准方向，才能让高原交通通道建设得更稳、运行得更久。